Исследование процессов формирования вторичных поверхностных структур при электроискровом легировании в жидких средах

Разработка эффективных технологий повышения износостойкости, надежности, и долговечности узлов трения машин и механизмов является главной задачей триботехнического материаловедения. Выбор материалов и технологий обработки деталей должен обеспечивать как необходимые физико-механические и трибологические свойства, так и экономическую целесообразность. Также непременно необходимо учитывать энергоэффективность и вопросы сохранения окружающей среды. Как уже отмечалось, эффективным способом повышения эксплуатационных свойств деталей трибосопряжения является модификация их поверхностей. Среди разнообразия современных методов формирования вторичных поверхностных структур простым в исполнении, но в тоже время позволяющим существенно увеличить микротвердость, износостойкость материалов, экономичным и экологически чистым способом является электроискровое легирование (ЭИЛ). Хорошо изучено влияние режимов электроискровой обработки, химического состава электродов и газовой среды, в которой проводят модифицирование, на фазовый состав и структуру формирующихся поверхностных слоев. В тоже время в современной литературе нет систематического исследования процессов электроискрового легирования в жидкой среде несмотря на то, что в ряде работ показана перспективность данного направления модификации поверхности. Разработка и внедрение новых материалов обеспечивает возможность развития различных областей машиностроения. В современном мире постоянно возрастают требования к надежности и долговечности деталей машин и механизмов, эксплуатирующихся при все возрастающих нагрузках, в условиях агрессивных внешних сред, широком диапазоне температур и давлений. Обеспечить стабильные эксплуатационные характеристики, отвечающие этим требованиям, возможно как путем создания новых конструкционных материалов, так и путём нанесения на поверхности деталей машин функциональных покрытий. Последний путь представляется более эффективным, так как позволяет сэкономить материалы и продлить срок службы новых и восстановленных деталей. Уникальность проблемы создания высокоэффективных материалов триботехнического назначения состоит в противоречивости, а подчас диаметральной противоположности, требований, предъявляемых к структуре и свойствам поверхностного слоя и объема. Вместе с тем возможности традиционных подходов практически исчерпаны. В рамках сформулированной глобальной проблемы авторы проекта стремятся сфокусировать свои усилия на решении задачи повышения живучести поверхностного слоя за счет формирования мультимодальной структуры поверхности, включающей нано-, микро-, мезо- и макроэлементы. Предполагается, что такая структура будет обеспечивать оптимальную демпфирующую способность поверхностного слоя. Основным подходом к решению поставленной задачи является целенаправленное формирование многоуровневых структур в поверхностных слоях исследуемых материалов за счет обработки рабочих поверхностей концентрированными потоками энергии с использованием химически активных примесей внедрения. Задачей исследования является систематическое разностороннее исследование процессов формирования вторичных поверхностных структур при электроискровом легировании в жидких средах. В ходе проведения работ будет: - выявлено влияние режимов ЭИЛ в жидкой фазе на химический состав и физико-механические свойства вторичных поверхностных структур; - установлены триботехнические свойства вторичных поверхностных структур, сформированных при ЭИЛ в различных жидких средах; - определены закономерности, обеспечивающие формирование вторичных поверхностных структур требуемого химического состава и физико-механических свойств при ЭИЛ в жидких средах; - сформулированы рекомендации по использованию ЭИЛ в жидких средах.